KR20080058450A

KR20080058450A - 광 디스크 드라이브, 및 광 디스크 드라이브의 트랙킹 오차검출방법

Info

Publication number: KR20080058450A
Application number: KR1020087010444A
Authority: KR
Inventors: 빈 인
Original assignee: 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
Priority date: 2005-09-30
Filing date: 2006-09-13
Publication date: 2008-06-25
Also published as: JP2009510659A; US20080247288A1; CN101278343A; WO2007036826A3; TW200731248A; EP1934975A2; WO2007036826A2

Abstract

본 발명은, 광 저장 시스템의 트랙킹 오차 검출방법에 관한 것으로, 광 디스크는, 다수 n>2의 인접한 트랙 부분이 불균일한 반경방향 트랙 거리(TP₁≠TP₂...≠TP_n)를 반복적으로 나타내는 반경방향 트랙 패턴을 갖는 복수의 인접한 트랙 부분을 구비하여서, 상기 반경방향 트랙 거리의 합(TP_∑=TP₁+...+TP_n)은 광 디스크 드라이브의 역수의 광학 차단 주파수 λ/(2NA)보다 높다. 상기 방법은, 복수의 (n)개의 주변 광 스폿(S₁,...,S_n;S_L,S_M)과, 하나의 주 스폿(S_R)을 상기 광 디스크에 투사하는 것을 포함하고, 각 주변 스폿은, 상기 반경방향 트랙 거리(TP₁/2≠TP₁/2≠...≠TP_n/2) 절반의 또 다른 하나에 의해 상기 주 스폿을 벗어난 반경방향으로 각각 변위되고, 주변 스폿마다 푸시풀 신호들(PP₁,...,PP_n;PP_L,PP_M)을 생성한다. 또한, 본 발명은, 상기 방법을 실행하는 광 디스크 드라이브에 관한 것이다.

광 디스크 드라이브, 트랙킹, 오차, 주 스폿, 푸시풀 신호.

Description

광 디스크 드라이브, 및 광 디스크 드라이브의 트랙킹 오차 검출방법{Optical disk drive and Tracking error detection method for an optical disk drive}

본 발명은,복수의 주변 광 스폿과 하나의 주 스폿을 광 디스크에 투사하도록 배치된 빔 생성기를 구비한 광 디스크 드라이브와, 상기 광 디스크로부터의 반사된 광을 검출하도록 배치된 광 검출기 어레이와 상기 검출기 어레이에 연결되고 푸시풀 신호들을 생성하도록 배치된 적어도 하나의 푸시풀 신호 생성기로 이루어진 트랙킹 오차 검출장치에 관한 것이다.

또한, 본 발명은, 상기 광 디스크 드라이브와 광 디스크를 구비한 광 저장 시스템의 트랙킹 오차검출방법에 관한 것이다.

광 저장 디스크 및 광 디스크 드라이브로 이루어진 광 디스크 시스템에서, 그 디스크에 저장된 정보의 반경방향 및 접선방향 밀도는, (최고 공간 주파수나 소위 광 차단 주파수 2NA/λ에 상호적으로 대응한) 상기 디스크 드라이브의 광 픽업장치(PUU)에 의해 생성된 광 스폿의 유효 직경 Φ=λ/(2NA)에 의해 결정되고, 이때 λ와 NA는 레이저의 파장과 대물렌즈의 개구수를 각각 나타낸다. 예를 들면, λ=405nm와 NA=0.85인 블루레이 디스크(BD)에서, 그 스폿 크기는, Φ

238nm이어서, 최소의 트랙 피치(반경방향 밀도를 결정하는, 인접한 트랙 부분 사이의 중심선의 거리) TP^*=238nm가 되고, 최소 채널 비트길이 T_ch ^*=59.6nm가 된다. 이때, 상기 채널 비트길이 T_ch ^*=59.6nm는, d=1 이진 런길이 제한(RLL) 채널 코드를 갖는 접선방향 밀도를 결정하는 광학 차단 주파수에 해당한다. 즉, TP^*보다 작은 임의의 트랙 피치에 대해, 종래의 푸시풀 트랙킹 오차신호(PP TES)는 나타나지 않고, T_ch ^*보다 작은 임의의 비트 길이에 대해, 데이터 정보는 임계 검출이 결코 더 이상 작용하지 않도록 광학 차단 주파수으로부터 빠져 나온다. 이때, 판독 전용 디스크에 대해, 소위 DTD(차분 시간 검출) 신호를 사용하여 트랙킹이 이루어진다. 상기 DTD 신호는, 반경방향 및 접선방향 회절의 합성을 보고서, TP>TP^*일 경우에 보이지 않게 된다.

과거에는, 보다 높은 저장밀도는, PRML(부분 응답 최대 유사도) 검출이 엄격한 심볼간 간섭(ISI)을 다룰 때 중요한 역할을 하는 개선된 신호처리기술 덕분에, 채널 비트 길이가 T_ch ^*이하로 더 좁힘으로써 이루어졌다. 또한, A.V.Padiy et al, Signal processing for 35GB on a single-layer Blu-ray disk, ODS2004, Monterey,California, 2004; 및 J.Lee et al, Advanced PRML data detector for high density recording, ODS2004,Monterey,California, 2004를 참조한다. 그렇지만, 최근에 많은 회사에 의해 검증된 것은, 50nm이하의 채널 비트 길이를 감소시키는 것은, d=1 RLL 채널코드와 조합하여 BD광학장치를 사용하는 경우 불가능하지 않 은 경우 아주 어렵다는 것이다.

그 밀도를 높이는 다른 방법은, 반경방향, 즉 트랙 피치를 감소시키는 것에 있다. 이에 따라서, 트랙 피치가 광학 한계치에 근접하거나 심지어 초과하는 경우 강건한 트랙킹 능력을 유지하도록 주의해야 한다.

(재)기록 가능한 디스크의 경우, 기본적으로, 트랙 피치를 효과적으로 감소시키는데 2가지 방식이 있다. 첫 번째는, DVD-RAM 및 (재)기록 가능한 HD DVD로부터 공지된 것처럼 랜드-그루브 포맷을 이용하는 방식이다. 데이터를 랜드와 그루브 양쪽에 기록함으로써, 유효 트랙 피치(랜드 대 그루브 거리)는, 2의 배수만큼 감소한다. 실제 트랙 피치(그루브 대 그루브 거리)는 변경되지 않은 채 있고, 종래의 PP TES에 의거하여 강건한 트랙킹을 확실하게 한다. BD 파라미터를 일례로 하면, 상기 실제의 트랙 피치가 표준 320nm인 경우, 상기 유효 트랙 피치는 (TP^*=238nm와 비교하여) 160nm일 뿐이다. 그러므로, 강건한 트랙킹은, 이 경우에 쟁점이 되지 않는다.

그렇지만, 특히 반경방향 틸트 및 디포커스와 같은 수차가 있을 때, 판독시(누화) 트랙간 간섭과, (재)기록 가능한 디스크일 경우, 기록시(크로스 기록) 크로스 소거가 쟁점이 된다. 트랙들이 보다 가까우면, 누화 및 크로스 소거는 보다 많이 언급될 것이다. 누화는 전자적으로, 예를 들면, 트랙 피치에 따라 완전히 또는 부분적으로 상기 누화를 제거할 수 있는 3 스폿 누화 소거기, 예를 들면 US 특허 6,163,518을 참조하여 해결될 수 있다. 그 점에서, 누화는, 크로스 소거와 비교하 여, 대략 말하기 때문에 덜 문제가 되는 것 같고, 누화 소거는 데이터를 물리적으로 파괴하여 판독시에 복구하는 것이 불가능하다. 그러므로, 매우 정확한 레이저 파워 제어는, 적절한 크로스 소거 성능을 얻기 위해서 필요하고, 이러한 형태의 시스템을 사용하는 것을 제한한다.

따라서, 상기 크로스 소거 작용을 특히 민수용 제품에서 감소시키기 위해서, (CD-R/RW, DVD±R/RW 또는 BD-R/RE에서와 같이)그루브 전용 포맷은, 랜드-그루브 포맷에 대해 바람직한데, 그 이유는, 상기 인접한 트랙들이 그루브 전용일 경우에 열적으로 보다 잘 분리되기 때문이다. 이때, 상기 누화는, 랜드-그루브 및 그루브 전용 포맷 양쪽에 대해 대략 동일하게 엄격하다. 또한, 판독 전용 디스크에서는, 현재 마스터링시의 어려움에 기인한 상기 랜드-그루브 포맷을 이용하여서 상기 유효 트랙을 증가시킬 가능성이 없다.

크로스 소거 성능을 향상시키려는 수고를 가능한 많이 경감하기 위해서, 당연히 트랙 피치를 좁히는 것을 생각하지만 그래도 그루브 전용 포맷을 유지할 것이고, 이 포맷은 실제로 트랙 피치를 효과적으로 감소시키는 제 2의 방식이다. 그 후, 문제는, 트랙 피치가 광학 한계치에 접근하는 경우 신뢰 가능한 트랙킹 오차신호들을 보유하는 것이 가능한지의 여부이다.

종래의 반경방향 트랙킹 오차 검출방법은, 분리된 검출기 소자에서 2개의 동공 절반 사이의 신호차를 측정하는 푸시풀 반경방향 트랙킹; 하나의 중심의 주 스폿과 그 주 스폿으로부터 1/4 트랙 피치 벗어나게 설정된 2개의 외부 주변 스폿을 투사하는 회절 격자에 의해 방사빔을 3개의 빔으로 분할하여서, 그 신호들의 차이 를 사용하여 트랙킹 오차신호를 생성하는 3 스폿 중심 개구 반경방향 트랙킹; 회절격자에 의해 방사빔을 3개의 빔으로 분할하지만, 상기 트랙킹 오차신호로서 상기 주 스폿과 주변 스폿의 차분 푸시풀 신호들간의 차이를 사용하는 3 스폿 푸시풀 반경방향 트랙킹을 포함한다. 또 다른 차분 위상이나 시간 검출(DPD 또는 DTD) 반경방향 트랙킹 방법의 예는, EP 1 453 039에 공지되어 있고, 상기 위상의 반경방향 오프셋의 기여도가 직사각형 4분면 스폿 검출기에서 이용된다. 그렇지만, 종래의 모든 반경방향 트랙킹 오차방법들은, 레이저 빔에 의해 결정된 광학 차단 주파수 2NA/λ에 한정된다.

유럽특허출원번호 05100149.3(12-01-2005; PHNL050027)와 유럽특허출원번호 05104676.1(31-05-2005; PH000481)에 개념이 공지되어 있고, 여기서 넓은 나선형 포맷은 간접적으로 λ/(2NA) 이하의 트랙 피치에서 트랙킹을 실현한다. 넓은 나선은, 광학 차단 주파수보다 높은 공간 주파수에서 서로에 대해 배치된 다수의 트랙으로 이루어진다. 보호 대역은, 2개의 인접한 나선을 분리한다. 보호 대역의 폭은, 그 표준 트랙 피치(BD 광학장치의 경우 300nm 정도)에 필적하도록 선택된다.

상기 개념은, 먼저 소위 TwoDOS 시스템(판독전용 시스템)에서 채용되었고, 여기서 하나의 나선 내에 트랙간 채널 비트는, 비트 정보가 멀티 트랙 판독으로 함께 검출되도록 대각선으로 정렬된다. 데이터 전송속도뿐만 아니라 디스크 용량도 상당히 증가한다. 2 스폿은, 트랙의 절반에 보호 대역의 절반에 있는 2개의 가장 외부의 트랙들 가장자리에 위치된다. 트랙킹은, 상기 2개의 스폿을 검출기에의 투사간의 광 강도차를 찾아서 실현된다. 트랙킹의 문제점은 결합 방식으로 해결되지 만, 상기 시스템은, 조인트 비트 검출의 심한 계산상 부담과 (재) 기록 가능한 포맷 디스크에 대한 멀티 캐비티 레이저의 필요성으로 인해 매우 비싸다.

나중에, 상기 개념은, 단일 스폿이 트랙 단위로 하나의 나선 내에서 주사하여 통상의 1차원 검출이 가능한 유럽특허출원번호 05100149.5(12-01-2005; PHNL050027)에 따라 변형되었다. 검출에 대한 복잡성이 감소되지만, 다수의 검출기로부터 적절한 트랙킹 신호들을 얻기 위한 일종의 전환 메카니즘은 매 트랙마다 트랙킹이 필요하기 때문에 일어나고, 이것은 유럽특허출원번호 05104676.1(31-05-2005;PH000481)에 나타낸 것처럼, 트랙들의 것과 같은 스폿 및 검출기의 수를 필요로 한다. 이러한 복잡한 문제는, 유럽특허출원번호 05100149.3(12-01-2005;PHNL050027)에도 공지되어 있고, 여기서 트랙 피치가 작은 연속적인 나선은, 트랙킹을 가능하게 하는 넓은 나선을 가상적으로 형성하도록 규칙적으로 끊어진다.

또한, 상기 넓은 나선의 개념에서는, 상기 넓은 나선 내의 트랙 피치가 광학 차단 주파수에 접근하거나 심지어 그 주파수 아래에 속할 때 상기 디스크의 그루브들에 삽입된 워블 구조에 의해 이송된 푸시풀 채널로부터의 어떠한 신호들도 신뢰할 수 없게 되거나 심지어 사라지기 때문에, 타이밍 및 어드레스 정보를 (재) 기록 가능한 포맷 디스크에 삽입하는 새로운 방법들이나 구조들을 발명할 필요가 있다. 상기 워블 개념은, 개개의 트랙들을 더 이상 적용 불가능하다.

본 발명의 목적은, 강건함을 유지하고 공간 주파수가 2NA/λ에 접근하거나 초과하기도 하는 판독 전용 디스크와 (재) 기록 가능한 포맷 디스크 양쪽에 대한 트랙킹 방법 및 트랙킹 방법을 사용하는 광 디스크 드라이브를 제공하는데 있다.

본 발명의 제 1 국면에 따른 목적은, 서로 다른 경로

만큼 상기 주 스폿을 벗어난 반경방향으로 각각 변위되는 복수의 (n)개의 주변 광 스폿(S₁,...,S_n;S_L,S_M)과, 하나의 주 스폿(S_R)을 광 디스크에 투사하여서, 상기 빔의 역수의 광학 차단 주파수 λ/(2NA)보다 반경방향 변위 경로의 이중 합(TP_∑=TP₁+...+TP_n)이 높도록 구성된 빔 생성기와, 상기 주변 광 스폿(S₁,...,S_n;S_L,S_M) 각각에 대응한 상기 광 디스크로부터 반사된 광을 검출하도록 구성된 적어도 2개의 분리된 검출기 소자(71a,71b,72a,72b)를 갖는 광 검출기 어레이(71,72)와 이 검출기 어레이에 접속되고 상기 검출기 소자의 출력신호들에 의거하여 상기 주변 광 스폿(S₁,...,S_n;S_L,S_M) 각각에 대응한 차분 푸시풀 신호(PP₁,...,PP_n;PP_L,PP_M)를 생성하도록 구성된 적어도 하나의 푸시풀 신호 생성기로 이루어진 트랙킹 오차 검출장치를 구비한, 광 디스크 드라이브에 의해 달성된다.

본 발명은, 다수 n≥2의 인접한 트랙 부분이 불균일한 반경방향 트랙 거리 TP₁≠TP₂...≠TP_n을 반복적으로 나타내는 반경방향 트랙 패턴을 갖는 복수의 인접한 트랙 부분을 구비한 (판독전용 및 (재) 기록 가능한 애플리케이션을 위한) 새로운 광 저장 디스크에 기초한다. 종래의 디스크 포맷과는 달리, 여기서의 트랙들은, 등거리로 이격되어 있지 않다. 대신에, 일부의 교번하는 트랙 거리 TP₁내지 TP_n를 도 입한다. 달리 말하면, 불균일한 반경방향 트랙 거리를 갖는 n개의 인접한 트랙 부분은, 공간적 번들(bundle) 주기 TP_∑=TP₁+...TP_n-1+TP_n에서 주기적으로 반복하는 번들을 형성한다. 여기서, TP₁내지 TP_n-1은 상기 번들 내에서의 트랙 부분들간의 반경방향 거리이고, TP_n은 번들의 마지막(n번째) 트랙 부분 내지 다음 번들의 인접한 첫 번째 트랙 부분 사이의 반경방향 거리이다. 상기 번들 주기는, TP₁내지 TP_n각각이 이 하한치 이하에 속하는 경우에도 λ/(2NA)보다 더 커도 된다.

상기 새로운 주기는, 본 발명에 따른 트랙킹을 달성하는데 사용된다. 이 때문에, 비록 반경방향 트랙 거리가 광학 차단 한계치 이하로 좁혀질지라도, 저장밀도가 높을수록 시스템 강건성이 보다 좋게 달성될 수 있다.

상기 제 1 국면을 더욱 개발한 것으로 이루어진 본 발명의 제 2 국면에 의하면, 신호 합성기는, 상기 적어도 하나의 푸시풀 신호 생성기의 각 푸시풀 신호 생성기에 접속되고 공통 트랙킹 오차신호(PP)에 대해 상기 푸시풀 신호들(PP₁,...,PP_n;PP_L,PP_M)을 합성하도록 구성된다.

본 발명의 또 다른 국면에 의하면, 상기 목적은, 광 디스크 드라이브와 광 디스크로 이루어진 광 저장 시스템의 트랙킹 오차 검출방법에 의해 달성되고, 상기 광 디스크는, 다수 n≥2의 인접한 트랙 부분이 불균일한 반경방향 트랙 거리(TP₁≠TP₂...≠TP_n)을 반복적으로 나타내는 반경방향 트랙 패턴을 갖는 복수의 인접한 트랙 부분을 구비하여서, 상기 반경방향 트랙 거리의 합(TP_∑=TP₁+...+TP_n)은 광 디스 크 드라이브의 역수의 광학 차단 주파수 λ/(2NA)보다 높다. 이 방법은, 복수의 (n)개의 주변 광 스폿(S₁,...,S_n;S_L,S_M)과, 하나의 주 스폿(S_R)을 상기 광 디스크에 투사하는 것을 포함하고, 각 주변 스폿은, 상기 반경방향 트랙 거리

의 절반의 또 다른 하나에 의해 상기 주 스폿을 벗어난 반경방향으로 각각 변위되고, 주변 스폿마다 푸시풀 신호들(PP₁,...,PP_n;PP_L,PP_M)을 생성한다.

바람직하게는, 상기 푸시풀 신호들(PP₁,...,PP_n;PP_L,PP_M)은 공통 트랙킹 오차신호(PP)에 대해 합성된다.

본 발명의 또 다른 실시예들은, 첨부된 청구항에 있는 특징으로 기재된다.

본 발명의 상기 및 다른 목적, 특징 및 이점은, 첨부하는 도면과 관련된 아래의 바람직한 실시예의 설명으로부터 명백해질 것이다. 도면에서,

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 불균일한 트랙 피치를 갖는 판독 전용 디스크의 부분을 도시한 것이고,

도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 불균일한 트랙 피치를 갖는 (재) 기록 가능한 디스크의 섹션의 사시도를 도시한 것이며,

도 3은 불루레이 광학장치용 본 발명의 실시예의 반경방향 공간 주파수 분석을 도시한 그래프,

도 4는 판독, 기록 및 트랙킹을 위한 디스크 구조 및 3 스폿 셋업을 개략적으로 예를 든 것이고,

도 5는 도 4에서 2개의 트랙킹 스폿으로부터 상기 푸시풀 신호들을 도시한 다이어그램이고,

도 6은 트랙 구조 함수 D(t)의 그래프를 도시한 것이고,

도 7은 푸시풀 트랙킹 오차신호 생성기의 개략도,

도 8은 도 7의 생성기 셋업에서 생성된 신호 파형의 예를 든 것이다.

도 1에 도시된 새로운 디스크의 섹션은, 판독전용 포맷 디스크를 나타낸다. 이 디스크에서 트랙 부분(12)은, 피트(14)와 랜드(16)의 궤적으로 형성된다. 마찬가지로, 도 2에는, (재) 기록 가능한 디스크의 섹션(20)의 사시도가 도시되어 있고, 여기서, 상기 트랙 부분은 워블형 프리그루브(22)로 형성된다. 기록되지 않은 광 디스크에서 트랙킹 목적을 위한 상기 프리그루브는, 예를 들면, CD-R/RW, DVD±R/RW 또는 BD-R/RE 표준 등에 잘 알려져 있다.

양쪽 포맷에서의 트랙 부분(12,22), 즉 판독 전용 포맷에서의 피트와 랜드의 접선방향 궤적과 상기 (재) 기록 가능 포맷에서의 프리그루브는 등거리로 이격되어 있지 않다. 2개의 서로 다른 트랙 피치 TP₁ 및 TP₂는, 각 제 2 트랙 부분이 그 부분의 인접한 트랙 부분으로부터 왼쪽까지의 제 1 거리 TP₁과, 그것의 인접한 트랙 부분으로부터 오른쪽까지의 제 2 거리 TP₂에 설치되도록 선택된다. 이렇게 하여, 2개 의 인접한 트랙 부분의 번들(18,28) 각각이 형성되고, 그 번들은 공간적 (번들) 주기 TP_∑=TP₁+TP₂를 반복한다.

종래의 포맷의 경우, 균일한 트랙 피치 TP가 새로운 디스크 포맷에 따라 상술한 이유 때문에 TP>λ/(2NA)를 만족해야 하지만, 이러한 문제점은, TP₁ 내지 TP_n각각이 상기 하한치 이하에 속하는 경우라도 TP 대신에 상기 공간적 번들 주기 TP₁+TP₂가 λ/(2NA)보다 더 크므로 해결된다.

상기 공간적 번들 주기는, 도 3을 참조하여 예에 의해 보다 명백히 설명될 트랙킹을 달성하기 위해서 본 발명에서 이용된다. 여기서는, 블루레이 광학장치의 서로 다른 반경방향의 공간적 구조의 스펙트럼이 도시되어 있다. 비교를 하기 위해서, 브라트-홉킨스(Braat-Hopins) 공식에 의거한 광학 채널 변조 전달함수(MTF)도 1/T_ch(T_ch=74.5nm)의 단위로 0.3127정도의 광학 차단 주파수를 갖도록 도시된다(실선). 점선 곡선은, TP=200nm인 공간적 주파수 위치를 나타낸다. 명백하게는, 그것은 상기 차단 주파수를 이미 넘어서 종래의 트랙킹은 불가능해진다. TP₁=320nm 및 TP₂=200nm의 도 1 또는 2 중 하나의 트랙 피치 구조를 선택하면, TP_∑=TP₁+TP₂=520nm에 대응한 약 0.14의 주파수 성분이 광학 통과 대역 내의 상기 차단 주파수 이하의 스파이크(파선 곡선)처럼 나타나는 것을 볼 수 있다.

도 4에는, 트랙킹 목적을 위해 상기 공간적 주파수 성분을 이용하는 가능한 방식 중 하나가 도시되어 있다. 각각, 판독 및/또는 기록을 위해 오른쪽의 주 스폿 S_R과 중간 부분과 트랙킹을 위해 왼쪽에서의 2개의 주변 스폿 S_M및 S_L의 3개의 레이저 스폿을 이용한다. S_R이 정확히 목표 트랙과 정렬되는 경우, S_M및 S_L은 각각 그 목표 트랙으로부터 ½TP₂ 및 ½TP₁ 벗어나게 위치된다. 달리 말하면, 상기 주변 스폿 S_M및 S_L은 서로 다른 경로에 의해, 각각 주 스폿 S_R로부터 반경방향으로 ½TP₂ 및 ½TP₁ 벗어나게 변위된다.

상기 3개의 스폿은, 예를 들면, 단일 레이저 빔을 3개의 빔으로 분할하여 디스크에 반경방향으로 변위된 방향으로 향하게 하는 회절격자 조립체와, 상기 빔들의 초점을 제어하는 단일 또는 개개의 대물렌즈에 의해 생성될 수 있다. 통상시, 상기 2개의 트랙킹 스폿의 광 강도는 상기 판독/기록 스폿보다 훨씬 낮을 수있고, 이 스폿들은, 도 4에 도시된 것처럼, 간섭을 막기 위해서 트랙들에 대해 접선방향으로 서로 특정 거리를 두고 추가로 놓여야 한다. 상기 디스크가 반경방향으로 주사되는 동안, 상기 스폿 S_M및 S_L의 반사로부터 푸시풀 신호들은, 도 7을 참조하여 보다 상세히 설명된 것과 같은 트랙킹 오차 검출장치를 사용하여 얻어진다.

이렇게 하여, 주기가 T=TP₁+TP₂이고,

위상차가,

인 동일한 형상을 갖는 2개의 곡선을 얻을 것이다.

상기 푸시풀 신호들은, 다음의 조건

및

을 만족하는 한 존재한다.

도 5의 상부에는, 이들 2개의 푸시풀 신호들의 예가 도시되어 있다. 그 하부에는, 트랙들 사이의 랜드 영역(또는 트랙간 간격)(51)과 실제로 트랙을 형성하는 그루브 영역(52)을 나타내는 상기 상부에 대응하게 횡단된 트랙 구조(50)가 도시되어 있다. 보다 낳게 명백하도록, (재) 기록 가능한 디스크의 랜드-그루브 구조가 본 예시에서 선택되지만, 주목할 것은, 도 4의 경우와 마찬가지로, 본 발명도 프리그루브 없는 피트-랜드 구조를 갖는 판독전용 포맷 디스크에 적용한다는 것이다.

도 5의 상부에서, 실선 곡선은 상기 스폿 S_M에 속하는 푸시풀 신호 PP_M이고, 점선 곡선은 상기 스폿 S_L에 속하는 푸시풀 신호 PP_L이다. 곡선 50으로부터 알 수 있듯이, 각 랜드 영역(51)의 중간에는, 트랙 패턴이 트랙 피치가 균일하지 않지만 반경방향으로 대칭적이다. 어느 한쪽의 스폿이 랜드 영역의 중간보다 위의 오른쪽에 위치되는 경우, 그에 따라 상기 관련된 푸시풀 신호는 제로가 된다. 이때, 도 5의 하부에 도시된 횡단하는 트랙 구조(50)는, S_L의 푸시풀 신호 PP_L과 정렬된다.

상기 주 스폿 S_R을 벗어난 ½TP₂ 및 ½TP₁의 반경방향 변위로 인하여,상기 주 스폿 S_R은, 제로 크로싱이 PP_M에 보이는 두번째 시간마다 또한 제로 크로싱이 PP_L에 보이는 두 번째 시간마다 트랙에 있다. 도 5의 예시에서, S_R은, PP_L이 경사가 음의 값이며 제로와 교차할 때 트랙 상에 있고; 물론, 상기 경사의 부호는 적절한 신호 처리를 사용하여 임의로 선택될 수 있다. 이와 같이, 풀 트랙킹 정보는, 이미 모든 푸시풀 신호 PP_M 및 PP_L의 집합에 포함되어 있다.

균일한 트랙 피치에서는 트랙 패턴이 각 그루브 영역의 중간에 반경방향으로 대칭적이고, 그러므로, 상기 푸시풀 신호는 상기 스폿이 트랙들 사이의 중간에 위치되는 경우뿐만 아니라 트랙의 중앙에도 위치되는 경우도 제로가 된다. 본 발명에 의하면, 상술한 것처럼, 트랙들의 반경방향 비대칭으로 인해, 트랙간 간격의 중간만이 구별된다. 주목해야 하는 것은, 도 5의 예시를 든 것으로부터 벗어난 별도의 제로 크로싱은, 인접한 랜드 영역의 중심선 사이 어디에선가 나타날지도 모르고, 이 인접한 랜드 영역에서, 상기 검출기의 2개의 절반 상의 반사된 광 강도는 균형을 이룬다. 그렇지만, 이러한 푸시풀 제로점은, 듀티 사이클뿐만 아니라 TP₁와 TP₂의 비율을 적절하게 조정하여서 제거될 수 있다. 일반적으로 필요한 조건은, 다음식으로서 기록된다.

일 경우만,

여기서, h(t)는 광학 채널의 시간 도메인 임펄스 응답을 나타내고, *는 콘벌루션, ν는 스폿의 횡단 속도이다. D(t)는 1주기, 즉

부터

까지에서 트랙 구조를 설명하는 함수이다.

상기 함수 D(t)는 도 6에 도시되어 있고, 여기서, +1은 트랙 영역에 해당하고, -1은 트랙간 간격에 해당한다. 트랙 폭은, αTP₁로 하고, 이때 디스크 전체에서 균일하게 0<α<1이다. 상기 (2)에서의 조건을 충족하기 위해서, TP₁과 TP₂사이의 차이는, 예를 들면, TP₂=TP₁/2로 조정될 수 있다. 일반적으로, 트랙 피치 합성 TP₁및 TP₂는, 디스크 용량, 트랙신호들의 품질 및 크로스 소거 및 누화 제약 등의 여러 가지 요구사항에 따라 선택될 수 있다.

비록 트랙킹 정보 모두가 푸시풀 신호 PP_M 및 PP_L의 집합에 포함되어 있을지라도, 목표 트랙의 상부에 주 판독/기록 스폿 S_R이 있을 경우 제로이고 그밖의 장소에서는 논제로인 공통 반경방향 트랙킹 오차신호가 바람직할지도 모른다. 불균일한 트랙 피치 때문에, 그에 따라서 상기와 같은 신호의 2개의 인접한 제로들간의 거리는, 교대로 TP₁과 TP₂의 값을 취해야 한다. 그렇지만, 상기 2개의 푸시풀 신호 중 어느 하나는 그 신호 양쪽의 주기가 TP₁+ TP₂이므로, 즉 인접한 제로들 사이의 거리가 (TP₁+ TP₂)/2이므로, 반경방향 트랙킹 오차신호로서만 사용될 수 없다. 더욱이, 신호 대칭으로 인해, 두 번째 제로 크로싱마다만, 도 5에서 볼 수 있듯이, 주 스폿의 정렬을 신호화한다. 그러므로, 푸시풀 신호 PP_M 및 PP_L은, 공통 트랙킹 오차신호에 적절하게 합성되어야 한다.

이러한 합성은, 예를 들면, 도 7에 개략적으로 도시된 것과 같이 트랙킹 오 차 검출장치(70)에서 실행될 수 있다. 이에 따라서 처리된 신호들의 일부는 도 8에 도시되어 있다. 또, 도 4에 2개의 트랙킹 스폿 S_M 및 S_L을 갖는 설정을 적용한다. 상기 스폿들은, 디스크에서 반사되어 상기 트랙킹 오차 검출장치(70)의 2개의 광 검출기(71,72) 상에 투사된다. 각 검출기(71,72)는, 본 표준에 따라 트랙이 상기 분리된 검출기 소자 상에 스폿들의 2개의 동공 절반 사이의 신호차를 측정하면서 접선방향으로 정렬된 2개의 분리된 검출기 소자(71a,71b 및, 72a,72b)를 구비한다. 상기 검출기 소자 각각에서 반사된 광의 양에 해당하는 이 소자들의 출력은, 상기 검출기들 중 하나에 각각 할당된 개개의 푸시풀 신호 생성기에서 처리된다. 각 푸시풀 신호 생성기는, 상기 할당된 검출기에 연결된 하나의 믹서(73,74)와, 상기 할당된 믹서의 차분 출력이 공급되는 하나의 로우 패스 필터(75,76)를 구비한다. 상기 로우 패스 필터링 후, 적절한 차분 푸시풀 신호 (스폿 S_L로부터의) PP_L및 (스폿 S_M으로부터의) PP_M을 얻은 후 신호 합성기에 공급한다. 상기 신호 합성기는, 상기 로우 패스 필터 출력 각각에 반대로 연결되는 2개의 진폭 비교기(77,78)를 구비한다. 상기 진폭 비교기 77은, PP_L> PP_M인 경우 PP_L>의 값과 기타의 경우에 0에 해당하는 신호

를 출력하고, 상기 진폭 비교기 78은 PP_L> PP_M인 경우 0이고, 기타의 경우에는 PP_M의 값에 해당하는 신호

를 출력한다. 상기 신호 합성 기는, 상기 공통 반경방향 트랙킹 오차신호

를 전달하는 상기 결과적인 출력신호

및

을 최종적으로 감산하는 믹서(79)를 더 구비한다.

도 5에 도시된 것과 같은 트랙 피치 구조로부터 얻어진 상기 푸시풀 신호에 의거한 도 8의 파형에서 알 수 있는 것은, 상기 결과적인 트랙킹 오차신호 PP의 제로 크로싱들 사이의 거리가, 교대로 TP₁과 TP₂의 거리에 위치된다, 즉 제로 크로싱들 사이의 거리가 트랙 피치에 해당한다. 그래서, 불균일하게 이격된 트랙들 상의 트랙킹 오차 검출이 실현된다.

블루레이 광학장치를 일례로 하고

로 하면, 새로운 트랙킹 오차신호는, 현재의 디스크 포맷에서의 트랙 피치 TP^*=238nm의 하한치와 비교하여, TP₂≥80nm동안 존재한다. 이 때문에, 보다 높은 저장밀도와 보다 좋은 시스템 강건성이 달성될 수 있고, 푸시풀형 트랙킹 방법도 적용 가능하다.

주목할 것은, 도 7 및 도 8에 도시된 장치 및 신호들은 양쪽의 트랙킹 스폿 S_M 및 S_L의 상기 푸시풀 신호들을 처리하는 많은 가능한 방식들 중 하나만을 나타내어 트랙킹 정보를 구동한다는 것이다. 특히, 푸시풀 신호 PP_L, PP_M이나, 일반적으로 임의의 수의 푸시풀 신호 PP₁,...,PP_n를 합성하는 다른 방법들이 많이 있다.

본 실시예에서는 이중 트랙 번들과 그에 따라서 3개의 빔 스폿을 이용하였지만, 본 발명은 트랙킹 오차 검출방법과 2개 보다 많은 주변 스폿을 이용한 디스크 드라이브에도 적용한다. 일반적으로, n개의 인접한 트랙 부분은, 불균일한 반경방향 트랙 거리(TP₁≠TP₂...≠TP_n)에 배치될 수 있어서 (S₁,...,S_n) 주변 스폿에 의해 주사된다. 이 스폿들은, 서로 다른 경로

에 의해 변위된다.

상기 새로운 트랙 포맷은, 상기 크로스 소거 및 누화 관련 문제점을 트랙킹 문제점과 상관없게 한다. 예를 들면 (재) 기록 가능한 디스크에서, 트랙킹 측에 어떠한 제약도 고려하지 않고서 크로스 소거 효과를 개선하는 매체 평가를 행할 수 있다. 상기 트랙킹 방법은, 2개의 레이저 스폿의 표준 푸시풀 신호들의 합성에 의거하고, 트랙 피치가 종래의 광학 한계치에 접근하거나 심지어 초과하는 경우도 어드레싱 및 타이밍 복구뿐만 아니라 강건한 트랙킹도 가능하게 한다. 이 때문에, 보다 높은 저장밀도는, 확립되고 약간만 변형된 트랙킹 기술을 사용하여 달성될 수 있다.

타이밍 복구 및 어드레싱시에 또 다른 이점이 얻어진다. 공지된 것처럼, 많은 현재의 (CD-R/RW, DVD±R/RW, 또는 BD-R/RE와 같은)(재)기록 가능한 디스크 포맷에서, 워블은 상기 타이밍 및 어드레스 정보를 갖는 그루브들에 삽입된다. 그것 이 그 중심선으로부터의 트랙 편차에 의해 형성되므로, 상기 워블은, 푸시풀 채널로부터 검출될 수 있다.

또 다른 이점은, 타이밍 및 어드레스 정보를 워블 구조에 의해 (재) 기록 가능한 디스크에 삽입하는 것도 적용하여서, 개개의 트랙에 관한 어드레싱이 유지된다는 것이다. 단지 차이점은, 그루브간 간격에서 행해지는 트랙킹으로 인해 상기 정보는 그루브 대신에 워블형 랜드들에 보유된다는 것이고, 이것은 변형 마스터링 처리로 해결될 수 있다.

Claims

서로 다른 경로
만큼 주 스폿을 벗어난 반경방향으로 각각 변위되는 복수의 (n)개의 주변 광 스폿(S₁,...,S_n;S_L,S_M)과, 하나의 주 스폿(S_R)을 광 디스크에 투사하여서, 빔의 역수의 광학 차단 주파수 λ/(2NA)보다 반경방향 변위 경로의 이중 합(TP_∑=TP₁+...+TP_n)이 높도록 구성된 빔 생성기와,

상기 주변 광 스폿(S₁,...,S_n;S_L,S_M) 각각에 대응한 상기 광 디스크로부터 반사된 광을 검출하도록 구성된 적어도 2개의 분리된 검출기 소자(71a,71b,72a,72b)를 갖는 광 검출기 어레이(71,72)와, 상기 검출기 어레이에 접속되고 상기 검출기 소자의 출력신호들에 의거하여 상기 주변 광 스폿(S₁,...,S_n;S_L,S_M) 각각에 대응한 차분 푸시풀 신호(PP₁,...,PP_n;PP_L,PP_M)를 생성하도록 구성된 적어도 하나의 푸시풀 신호 생성기로 이루어진 트랙킹 오차 검출장치를 구비한 것을 특징으로 하는 광 디스크 드라이브.
제 1 항에 있어서,

상기 적어도 하나의 푸시풀 신호 생성기의 각 푸시풀 신호 생성기에 접속되고 공통 트랙킹 오차신호(PP)에 대해 상기 푸시풀 신호들(PP₁,...,PP_n;PP_L,PP_M)을 합성하도록 구성된 신호 합성기를 특징으로 하는 광 디스크 드라이브.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 빔 생성기는 2개의 주변 광 스폿(S_L,S_M) 및 하나의 주 스폿(S_R)을 상기 광 디스크에 투사하도록 구성되고, 상기 트랙킹 오차 검출장치는 상기 디스크의 트랙들에 대해 접선방향으로 적어도 2개의 검출기 소자(71a,71b,72a,72b)가 정렬된 분리된 광 검출기(71,72)와, 상기 2개의 주변 스폿(S_L,S_M) 각각에 대해 상기 광 검출기(71,72)에 접속된 푸시풀 신호 생성기를 구비한 것을 특징으로 하는 광 디스크 드라이브.
제 3 항에 있어서,

상기 신호 합성기는 각 푸시풀 신호 생성기에 반대로 연결된 제 1 진폭 비교기 77과 제 2 진폭 비교기 78을 구비하고, 상기 진폭 비교기 77은, PP_L> PP_M인 경우 PP_L>의 값과 기타의 경우에 0에 해당하는 신호
를 출력하고, 상기 진폭 비교기 78은 PP_L> PP_M인 경우 0이고, 기타의 경우에는 PP_M의 값에 해당하는 신호
를 출력하는 것을 특징으로 하는 광 디스크 드라이브.
제 4 항에 있어서,

상기 신호 합성기는, 상기 제 1 및 제 2 진폭 비교기(77,78)에서 출력된 상기 신호
및
을 혼합하여, 공통 트랙킹 오차신호 PP를 출력하는 혼합수단(79)을 구비한 것을 특징으로 하는 광 디스크 드라이브.
광 디스크 드라이브와 광 디스크로 이루어진 광 저장 시스템의 트랙킹 오차 검출방법으로서, 상기 광 디스크는, 다수 n≥2의 인접한 트랙 부분이 불균일한 반경방향 트랙 거리(TP₁≠TP₂...≠TP_n)을 반복적으로 나타내는 반경방향 트랙 패턴을 갖는 복수의 인접한 트랙 부분을 구비하여서, 상기 반경방향 트랙 거리의 합(TP_∑=TP₁+...+TP_n)은 상기 광 디스크 드라이브의 역수의 광학 차단 주파수 λ/(2NA)보다 높고, 상기 방법은,

복수의 (n)개의 주변 광 스폿(S₁,...,S_n;S_L,S_M)과, 하나의 주 스폿(S_R)을 상기 광 디스크에 투사하는 것을 포함하고, 각 주변 스폿은, 상기 반경방향 트랙 거리
의 절반의 또 다른 하나에 의해 상기 주 스폿을 벗어난 반경방향으로 각각 변위되고,

주변 스폿마다 푸시풀 신호들(PP₁,...,PP_n;PP_L,PP_M)을 생성하는 것을 특징으로 하는 트랙킹 오차 검출방법.
제 7 항에 있어서,

상기 푸시풀 신호들(PP₁,...,PP_n;PP_L,PP_M)을 공통 트랙킹 오차신호(PP)에 대해 합성하는 것을 특징으로 하는 트랙킹 오차 검출방법.